Bài giảng Công nghệ Bluetooth & ứng dụng - Nguyễn Minh Trí

CÔNG NGHỆ BLUETOOTH & ỨNG DỤNG GVHD:	Nguyễn Minh TríSVTH :	Nguyễn Đỗ Duy	0720015	Nguyễn Hữu Khánh	0720031	Trương Hữu Trung	0720075ĐạI HọC QUốC GIA TP. HCMTRƯờNG ĐạI HọC KHOA HọC Tự NHIÊNKHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNGNội Dung ChínhTổng quan về BluetoothCác giai đoạn phát triểnĐặc điểmKỹ thuật BluetoothCác tầng giao thứcAn ninh và bảo mậtỨng dụngƯu điểm – Nhược điểmDEMOTổng quan về Bluetooth Bluetooth là công nghệ không dây cho phép các thiết bị điện, điện tử giao tiếp với nhau trong khoảng cách ngắn ở dải tần 2.40- 2.48 GHz. Bluetooth được thiết kế để thay thế dây cable giữa máy tính và các thiết bị truyền thông cá nhân, kết nối vô tuyến giữa các thiết bị điện tử với nhau. Bluetooth khi kích hoạt có thể tự định vị những thiết bị khác có chung công nghệ trong vùng xung quanh và bắt đầu kết nối với chúng.Các Giai Đoạn Phát Triển 2. 2001 Buetooth phát triển kit-XTND Access Blue SDK3. 11/2003 Tốc độ truyền dữ liệu cao lên đến 721 kbps4. 10/11/2004 Tốc độ truyền tải tăng từ 3 lên 10 lần. Enhanced Data Rate (EDR) (3.0 Mbps)5. 26/07/2007 tăng cường tính bảo mật, công năng sử dụng, HID, QoS, 6. 21/04/2009 hỗ trợ công nghệ radio mới Ultra-wideband (UWB) (480mbit/s)7. Bluetooth 4.0 mới nhất chỉ dành cho các ứng dụng trong lĩnh vực y tế, chăm sóc sức khoẻ và an ninh1.11.22.02.13.04.01.01.7/1999 Các chuyên gia SIG đưa ra kỹ thuật Bluetooth 1.0Đặc Điểm Với các đặc điểm nổi trội, Bluetooth tỏ ra là một giao tiếp không dây thông minh và hiệu quả.Tương thích caoTiêu thụ năng lượng thấpDễ dàng phát triển ứng dụngAn toàn và Bảo mậtKỹ thuật bluetoothPicotnet là tập hợp các thiết bị được kết nối thông qua kỹ thuật Bluetooth theo mô hình Ad-Hoc Scatternet là 2 hay nhiều Piconet độc lập và không đồng bộ, các Piconet này kết hợp lại truyền thôngvới nhauCác tầng giao thứcBluetooth RadioBaseband Link Manager Protocol - LMPLogical Link Control and Adaptation Protocol – L2CAPRadio Frequency Communication – RFCOMMService Discovery Protocol – SDPTelephony Control Protocol – TCPAdopted Protocols – APCác tầng giao thứcBluetooth radio Tầng Bluetooth Radio là tầng thấp nhất trong lớp giao thức. Định nghĩa những yêu cầu cho bộ phận thu phát sóng hoạt động ở tần số 2.4GHz ISM (là băng tần không cần đăng ký dành riêng cho công nghiệp, khoa học và y tế). Sóng radio của Bluetooth được truyền đi bằng cách nhảy tần số, nghĩa là mọi packet được truyền trên những tần số khác nhau. Tốc độ nhảy nhanh giúp tránh nhiễu tốt.Frequency HoppingBaseband Baseband nằm ở tầng vật lý của Bluetooth. Quản lý những kênh truyền và liên kết vật lý tách biệt khỏi các dịch vụ khác như sửa lỗi, chọn bước nhảy và bảo mật. Baseband Protocol được cài đặt như là một Link Controller, cùng với Link Manager thực hiện những công việc ở mức thấp như kết nối, quản lý năng lượng. Việc quản lý các kết nối đồng bộ và không đồng bộ, các gói tin, thực hiện tìm kiếm và yêu cầu kết nối đến các thiết bị Bluetooth khác.Link manager protocol Link Manager thực hiện việc thiết lập kênh truyền, xác nhận hợp lệ và cấu hình kênh truyền. Tìm kiếm những LM khác và giao tiếp với chúng thông qua Link Manager Protocol. Link Manager dùng những dịch vụ do tầng Link Controller cung cấp để thực hiện vai trò của mình Các lệnh LMP bao gồm các PDU (Protocol Data Unit) được gửi từ thiết bị này sang thiết bị khác.Host controller Interface Cung cấp giao diện cho phép các tầng bên trên điều khiển Baseband và LM, đồng thời cho phép truy cập đến trạng thái của phần cứng và các thanh ghi điều khiển. Host Controller Interface tồn tại trong 3 phần: Host – Transport layer – Host controller Mỗi phần đóng góp một vai trò khác nhau trong hệ thống HCILogical Link Control and Adaptation Protocol Nằm trên giao thức băng tầng cơ sở (Baseband Protocol) và nằm ở tầng Data link L2CAP cung cấp dịch vụ hướng kết nối và phi kết nối cho các tầng giao thức bên trên. L2CAP có khả năng phân kênh (multiplexing), phân đoạn (segmentation) và tái tổ hợp (reassembly operation). L2CAP cho phép các giao thức ở các tầng trên và các ứng dụng truyền và nhận dữ liệu.Mỗi gói dữ liệu của L2CAP tối đa 64 kbytesRadio Frequency Communication Giao thức RFCOMM cho phép giả lập cổng serial thông qua giao thức L2CAP RFCOMM dựa trên chuẩn ETSI TS 07.10. Chỉ có 1 phần qua chuẩn TS 07.10 được dùng và chỉnh sửa cho phù hợp với Bluetooth. RFCOMM hỗ trợ tối đa 60 kết nối. Một kết nối bao gồm 2 ứng dụng chạy trên 2 thiết bị riêng biệt Thiết bị 1: thiết bị đầu cuối như máy tính, máy in, Thiết bị 2: thiết bị truyền dữ liệu như modem.Service Discovery Protocol SDP cho phép các ứng dụng tìm kiếm những dịch vụ và thuộc tích của dịch vụ có trong thiết bị Bluetooth. SDP dùng mô hình request/response với mỗi thao tác bao gồm 1 request protocol data unit (PDU) và 1 response PDU. SDP có 3 dịch vụ chính: Service Record: là nơi chứa các thuộc tính của dịch vụ. Service Attribute: mô tả thuộc tính của dịch vụ. Service Class: cung cấp các định nghĩa cho các thuộc tính trong Service Record.An ninh và Bảo mậtTrong công nghệ hoặc những mặt khác thì vấn đề an toàn tuyệt đối có lẽ không bao giờ được đảm bảoCó 3 mức độ trong vấn đề bảo mật chung (Generic Security) của Bluetooth. Cấp 1 - Không bảo mật (non-secure), mọi thiết bị đều có thể giao tiếp với thiết bị Bluetooth này. Cấp 2 - Bảo mật theo mức dịch vụ (service level enforced security), thiết bị sẽ kết nối sau đó mới xác thực.Cấp 3 - Bảo mật theo mức liên kết (link-level enforced security), nó sẽ không kết nối đến thiết bị trừ khi đã được xác thực.Ứng dụng Bluetooth được ứng dụng vào mọi lĩnh vực trong cuộc sống: Dễ dàng kết nối cácthiết bị ngoại vi khác.Trao đổi file.In ấn.Truyền âm thanh,hình ảnh.Ưu điểm Truyền dữ liệu giữa các thiết bị không cần cáp. Sử dụng băng tần không cần đăng ký 2.4GHz. Không cần phải truyền thẳng. Khả năng bảo mật từ 8 đến 128 bits. Sử dụng ít năng lượng. Hỗ trợ 3 kênh thoại và 1 kênh dữ liệu. Giá thành thiết bị rẻ, truyền dữ liệu miễn phí. Thiết lập kết nối dễ dàng không cần access point. Khả năng kết nối point-point, point-multipoint. Được hỗ trợ bởi nhiều tập đoàn khổng lồ. Nhược điểm Khoảng cách kết nối còn ngắn. Số lượng kết nối còn hạn chế Tốc độ truyền của Bluetooth không cao Bị nhiễu bởi một số thiết bị sử dụng sóng radio khác Hạn chế về kỹ thuật bảo mật